Question

3．向密闭容器中充入CO和H₂O（g）各0.01 mol，一定温度下发生反应：CO（g）+H₂O（g）$?_{高温}^{催化剂}$CO₂（g）+H₂（g），下列叙述正确的是（　　）

• A． 如果容器内压强不再改变，则证明该反应已达到平衡状态
• B． 寻找合适的催化剂是加快反应速率并提高CO₂产率的有效措施
• C． 当反应达到平衡后，保持容器内体积不变，再向其中充入CO和H₂O（g）各1 mol，达到新的平衡后CO₂的产率会增大
• D． 如果在某温度下平衡常数为9.0，则平衡时CO转化率为75%

Answer 1

分析 A．对于反应前后气体不变的反应，容器内的总压强不随时间的变化而改变；
B．催化剂改变反应速率不改变化学平衡；
C．反应前后气体体积不变，则体系的压强会增大平衡不变；
D．设容器体积是1L，根据三行计算得到平衡浓度，结合平衡常数计算，设CO转化x
                CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol/L）   0.01   0.01      0        0
变化量（mol/L）   x        x        x        x
平衡量（mol/L） 0.01-x    0.01-x    x       x
K=$\frac{{x}^{2}}{（0.01-x）^{2}}$=9
x=0.0075
CO的平衡转化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%．

解答 解：A．对于反应前后气体不变的反应，容器内的总压强不随时间的变化而改变，无论是否平衡，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B．寻找合适的催化剂是加快反应速率的有效措施，但催化剂不能改变平衡，所以不能提高CO₂产率，故B错误；
C．反应前后气体体积不变，则体系的压强会增大，但该反应是前后气体不变的反应，这种情况属等效平衡，新的平衡后CO₂的产率不变，故C错误；
D．设容器体积是1L，根据三行计算得到平衡浓度，结合平衡常数计算，设CO转化x
                CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
起始量（mol/L）   0.01   0.01      0        0
变化量（mol/L）   x        x        x        x
平衡量（mol/L） 0.01-x    0.01-x    x       x
K=$\frac{{x}^{2}}{（0.01-x）^{2}}$=9
x=0.0075
CO的平衡转化率α=$\frac{0.0075}{0.01}$×100%=75%，故D正确；
故选D．

点评 本题是考查影响化学反应速率因素和化学平衡知识的综合题，主要是化学平衡移动原理的分析判断，题目难度中等．